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鋼材力學性能是保證鋼材終使用性能(機械性能)的重要指標,它取決于鋼的化學成分和熱處理制度。在鋼管標準中,根據不同的使用要求,規定了拉伸性能(抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率)以及硬度、韌性指標,還有用戶要求的高、低溫性能等。
①抗拉強度(σb)
試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的力(Fb),除以試樣原橫截面積(So)所得的應力(σ),稱為抗拉強度(σb),單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。
②屈服點(σs)
具有屈服現象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續伸長時的應力,稱屈服點。若力發生下降時,則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2(MPa)。
上屈服點(σsu):試樣發生屈服而力首次下降前的應力; 下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應時,屈服階段中的小應力。
屈服點的計算公式為:
式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm2。
③斷后伸長率(σ)
在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為:σ=(Lh-Lo)/L0*
式中:Lh--試樣拉斷后的標距長度,mm; L0--試樣原始標距長度,mm。
將淬火成馬氏體的20G高壓鍋爐管加熱到臨界點以下某個溫度,保溫適當時間,再冷到室溫的一種熱處理工藝。回火的目的在于淬火應力,使高壓鍋爐管的組織轉變為相對穩定狀態。在不降低或適當降低鋼管的硬度和強度的條件下改善鋼的塑性和韌性,以獲得所希望的性能。中碳和高碳鋼淬火后通常硬度很高,但很脆,一般需經回火處理才能使用。高壓鋼管中的淬火馬氏體,是碳在-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方結構,其正方度/隨含碳量的增加而增大。馬氏體組織在熱力學上是不穩定的,有向穩定組織過渡的趨勢。許多鋼淬火后還有一定量的殘留奧氏體,也是不穩定的,回火過程中將發生轉變。因此,回火過程本質上是在一定溫度范圍內加熱粹火20G高壓鍋爐管,使鋼中的熱力學不穩定組織結構向穩定狀態過渡的復雜轉變過程。轉變的內容和形式則視淬火高壓鍋爐管的化學成分和組織,以及加熱溫度而有所不同。
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鉆桿(Drill pipe):
鉆孔工具中連接鉆頭、用以傳遞動力的桿件。 鉆柱通常的組成部分有:鉆頭、鉆鋌、鉆桿、穩定器、專用接頭及方鉆桿。鉆桿的基本作用是:(1)起下鉆頭;(2)施加鉆壓;(3)傳遞動力;(4)輸送鉆井液;(5)進行特殊作業:擠水泥、處理井下事故等。
鉆鋌(drill collar):
處在鉆柱的下部,是下部鉆具組合的主要組成部分。其主要特點是壁厚大(一般為38~53mm,相當于鉆桿壁厚的4~6倍),具有較大的重力和剛度,它在鉆井過程中主要起以下幾方面的作用:
(1)給鉆頭施加鉆壓;
(2)保證壓縮條件下的必要強度;
(3)減輕鉆頭的振動、擺動、和跳動等,使鉆頭工作平穩;
(4)控制井斜。
鉆鋌有許多不同的形狀,如圓的、方的、三角形和螺旋形的。常用的是圓形(平滑的)鉆鋌和螺旋形鉆鋌兩種。
套管(casing pipe):
套在另一部件上的管子
斷面為環形,用于保護其他設備的各種材質的圓管,多為鐵,鋼質。
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